<Desc/Clms Page number 1>
ACIER DE GRANDE RESISTANCE A L'USURE' LORSQU'IL TRAVAILLE A CHAUD=
On a proposé d'utiliser des aciers à teneur en chrome augmentée pour fabriquer, par coulée ou à la forge, des objets et notamment des outils devant présentera lorsqu'ils travaillent à des températures élevées une grande résistance mécanique, ainsi quune bonne résistance à l'usure. On sait que ce sont surtout les outils tranchants à grand débit, tels que les fraises, les forets, etc., qui doivent satisfaire à cette condition., Or!) pour que ces aciers aient une dureté suffisante après un traitement thermi- que, ils contiennent généralement une assez grande quantité de carbone, pres- que toujours plus de 1 %.
Après le traitement thermique, de tels aciers ont, à froide une dureté qui dépasse presque toujours 63 degrés Rockwell C et ils possèdenten outre, une bonne stabilité de la teneur en martensite à des températures de plus de 500 C.
Le grand inconvénient des aciers alliés exclusivement avec du chrome consiste en ce qu'à chaud leur dureté est médiocre, de sorte que les outils fabriqués avec ces aciers s'usent rapidement, par suite de leur peu de résistance à l'usure à chaud, dès qu'un travail déterminé est dépassé. Pour éviter cet inconvénient, on a déjà fait différentes propositions suivant les- quelles on fabrique encore des outils aujourdlihui. Suivant ces propositions, on prend des aciers dont la teneur en chrome dépasse 8 % et on les allie avec d'autres éléments telsque, par exemple, le tungstène, le molybdène, le vana- dium, le cobalt le tantale, le titane.\) etc. On a obtenu de très bons résul- tats avec des aciers dans lesquels les éléments de 1?alliage sont entre eux dans des proportions déterminées.
C'est ainsi, par exemple, que des aciers dont les teneurs en tungstène, molybdène et cobalt varient entre 60 et 100 % de la teneur en chrome et dont la teneur en tungstène est supérieure à la somme des teneurs en molybdène et en cobalt ont fait leurs preuvesoToutefois, pour que des aciers de cette composition donnent réellement de bons résultats à l'usages il est absolument nécessaire que le traitement thermique ait lieu suivant des prescriptions déterminées.
On obtient ainsi des outils qui se
<Desc/Clms Page number 2>
distinguent moins par une grande vitesse de coupe que par la possibilité d'employer de grandes vitesses d'avancementa Cette propriété est due, d'une part, à la grande dureté et à la grande stabilité de ces aciers et, d'autre part, à une excellente ténacité, propriété que l'on rencontre généralement dans les aciers fortement alliés avec du chrome.
A la suite de l'augmentation de puissance des machines-outils, on rencontre aujourd'hui de nombreux cas dans lesquels de plus grandes puis- sances de coupe sont désirables, mais on ne peut généralement obtenir ces puissances que si la résistance à l'usure de l'acier utilisé pour la fabri- cation de l'outil est plus grande à chaud.
La présente invention a pour objet un acier ayant une grande résistance à l'usure lorsqu'il travaille à chaud. L'acier qui fait l'objet de la présente invention et qui est allié avec du carbone, du chrome, du tungstène, du molybdène et du vanadium, se caractérise en ce qu'il a une te- neur en carbone de plus de 1 %, une teneur en chrome de 8 à 13 % et une te- neur en tungstène de moins de 24 % et, en outre, en ce que les teneurs en tungstène, en molybdène et en vanadium ensemble sont supérieures à la te- neur en chrome, et que la teneur en molybdène et en vanadium ensemble est inférieure à la teneur en tungstène.
La puissance de coupe de ces alliages est étroitement liée à la teneur en carbone. On a déjà proposé d'utiliser des alliages de la composi- tion suivante-.
C = 0,2 à 1,0 %, Cr = 2 à 10 %, Mo = 0,5 à 2 %, W = 5 à 10 %, Va = 0,5 à 2,5 %.
Entre ces limites, il y a des alliages qui, à l'exception de la teneur en carbone, se rapprochent du domaine revendiqué. On a pu faire par exemple, entre ces limites, des alliages ayant la composition suivantes C = 0,8 %, Cr = 8,5 %, Mo = 1,5 %, W = 6,0 %, Va = 2,0 %, dans laquelle la somme des teneurs en tungstène, en molybdène et en vana- dium est supérieure à la teneur en chrome et dans laquelle la teneur en tungstène est supérieure à la somme des teneurs en molybdène et en vana- diumo
Lorsqu'il sont soumis au traitement thermique voulu, les aciers de cette composition sont déjà utilisables jusqu'à un certain point. Toute- fois, les résultats sont toujours irréguliers et ils ne sont presque jamais satisfaisants.
On obtient d'excellents résultats, par contre, en adaptant la teneur en carbone aux éléments constitutifs de l'alliage et en la déterminant par exemple d'après la règle suivantes % de C = 0,1 x % de cr + 0,2 x % de V, % de C devant toujours être supérieur à 1,0 %.
Le tableau ci-dessous indique quelques alliages pour la fabrica- tion d'acier suivant la présente invention. Des essais ont montré que ces alliages sont tous excellents pour la fabrication d'outils, et que des aciers alliés de cette composition donnent des outils ayant une puissance de coupe excellente.
EMI2.1
C e W Mo V Cr Ti a po
EMI2.2
<tb> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb>
EMI2.3
ô z,4 6,2 2,0 2,2 9e5 0,2
EMI2.4
<tb> : <SEP> 1,7 <SEP> 9,8 <SEP> 1,9 <SEP> 3,5 <SEP> 10,5 <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> - <SEP> :
<tb>
EMI2.5
.,z 8e2 6,0 0,8 10J/2 0,2 le8 7,0 1,0 .,0 10,0 0J/2 - 5,0 g 1,4 8,0 2,0 2,5 9,7 0,4 10
<Desc/Clms Page number 3>
La raison pour laquelle les aciers alliés suivant l'invention sont supérieurs aux alliages d'aciers connus s'explique à peu près de la fa- çon suivantes
L'adaptation voulue entre la teneur en carbone, d'une part;,, et la teneur en chrome et en vanadium, d'autre part, donne à l'austénite, après le refroidissement brusque, une stabilité bien déterminée.
Il est ensuite possible, par un recuit approprié, de faire varier la dureté finale à volon- té entre 60 et 68 degrés Rockwell C, suivant que c'est la résistance à l'usu- re ou la ténacité qui importe le plus. En outre, ces aciers contiennent tou- jours d'assez grandes quantités de carbure en excès, ce qui a une action ex- trêmement favorable sur la résistance àl'usure à chaud.
Un acier allié suivant l'invention peut encore être soumis à un traitement thermique et les puissances de coupe peuvent parfois être encore augmentées davantage. Il y a lieu de veiller toutefois à ce que le traite- ment thermique ait lieu suivant les règles concernant les aciers chromés à forte teneur d'alliage.!! c'est-à-dire suivant des règles différant en princi- pe de celles qui concernent le traitement thermique de ce qu'on appelle les aciers rapides.
REVENDICATIONS la Acier ayant une grande résistance à l'usure à chaude allié avec du carbone, du chrome, du tungstèneg du molybdène et du vanadiume ca- ractérisé en ce que sa teneur en carbone est supérieure à 1 %, sa teneur en chrome de 8 à 13 % et sa teneur en tungstène inférieure à 24 %, et en ce que les teneurs en tungstène, molybdène et vanadium ensemble sont supé- rieures à la teneur en chrome, la teneur en molybdène et en vanadium ensem- ble étant inférieure à la teneur en tungstène.